background image

    首先有必要了解电机的基本结构。一个较好的研究实例 Size 17 电机,它属于混全式步
进电机家庭中尺寸较小的。习惯上,直线电机使用由一轴承级金属材料(如青铜)加工成
的空心轴,该空心轴具有内螺纹然后与螺纹导杆连接。空心轴沿转子轴线安装。导杆材料
通常为不锈钢,它具有相当的防腐蚀性能。大多数零件所用的螺纹的型式是加工螺纹(如
#10-32

 

),此螺纹有单头或多头,这取决于电机所需的精度和速度。

    

 

加工螺纹一般选择 "V"形螺纹,这是由于其易加工并可轧制成形。尽管这对加工来说是

较为适用,但对动力的传输而言却是不利。相比之下 Acme 螺纹更为合适,主要理由如下:
 

    Acme 螺纹的设计更加高效。而从使用角度来看,低损耗(包括磨擦),就意味着磨损
少和使用寿命长。从螺纹的基本几何原理看就很容易理解其中的原因。"V"形螺纹的相对面
之间的角度为 60 度,而 Acme 螺纹的仅为 29 度。

    假定磨擦、扭矩和螺纹角相同,"V"形螺纹能传送的力约为梯形螺纹的 85%。用式(1)
和(2)可以求出效率,因为使用的螺纹是 V 形的,取决于负载方向。60 度螺纹的效率除
以 29 度螺纹效率就能计算出比率。

    这里的效率计算还未考虑由于"V"

 

形螺纹表面的高压力而产生的额外的损耗。

    Acme 螺纹导杆一般是为传送动力而制作的,所以其表面光洁度、螺距精度及公差得到
严格保证。"V"形螺纹基本上用于紧固螺纹,所以其表面光洁度和直线性并不受到严格控

 

制。

    与此同时,驱动螺杆的螺母甚至显得更重要,该螺母通常是嵌入电机转子中的。传统的
螺母材料采用轴承级的青铜并在其内部加工螺纹,这样做是综合考虑了物理稳定性和润
滑性。当然,说它是综合考虑是因为其在这两方面并非特别优秀。直线电机中驱动螺母的
较好材料是自润滑的热塑性材料。这是因为用新的工程塑料能使螺杆螺母运动磨擦系数降
低。图 3

 

是不同内螺纹转子材料的磨擦性能的比较。